(57)【要約】      （修正有）【課題】より小さな切削力で良好な切削面が得られ、有効切削範囲を向上でき、低コストで柔軟に製造可能な切削エンドミルを提供する。【解決手段】ダイヤモンド切削面を有する螺旋溝付きエンドミルであって、切削端、基端、及びこれらの間に円筒状の側壁を有し、長手方向に中心軸線を有するボデーと、切削端に設けられた溝と、ボデーに凹設され、切削端から基端に向かって延在するように側壁に設けられた少なくとも１つのフルートと、各フルートの端縁に隣接し、側壁に沿って螺旋状に延在する溝と、溝に接合された多結晶ダイヤモンドと、を備え、多結晶ダイヤモンドは、異なる角度及び長さを有する複数のセグメントとしてフルート毎に２〜３０個形成され、ねじれ角は５〜６０度であり、最大刃長は１２８ｍｍである。【選択図】図１
0003226162.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
切削端、基端、及びこれらの間に円筒状の側壁を有し、長手方向に中心軸線を有するボデーと、
前記切削端に設けられた溝と、
前記ボデーに凹設され、前記切削端から前記基端に向かって延在するように前記側壁に設けられた少なくとも１つのフルートと、 
各フルートの端縁に隣接し、前記側壁に沿って螺旋状に延在する溝と、
該溝に接合された多結晶材料と、
を備える切削エンドミルにおいて、
多結晶材料が、異なる角度及び長さを有する複数のセグメントとしてフルート毎に２〜３０個形成され、ねじれ角が５〜６０度の範囲内であり、これにより最大刃長が１２８ｍｍである
ことを特徴とする切削エンドミル。 
【請求項２】
各フルートに取り付けられた複数の多結晶ダイヤモンドのセグメントが、二次元配列構成で配設されて、前記セグメントのそれぞれが１つのフルートに沿って連なるように配置されて横方向の列を形成し、各フルート上の各セグメントが、隣接するフルート上の対応する他のセグメントと、０．３〜１．０ｍｍの範囲内の配列のずれを有するように実質的に一列に並んで縦方向の列を形成する
請求項１に記載の切削エンドミル。
【請求項３】
前記配列のずれが、好ましくは０．５〜１．０ｍｍの範囲内である
請求項２に記載の切削エンドミル。 
【請求項４】
各セグメントの幅が１．５〜５ｍｍの範囲内であり、長さが３．２〜１８ｍｍの範囲内である
請求項１〜３のいずれか一項に記載の切削エンドミル。
【請求項５】
各セグメントの幅が２〜３ｍｍの範囲内である
請求項４に記載の切削エンドミル。
【請求項６】
切削径が８〜１０ｍｍの範囲内、刃長が０〜４０ｍｍの範囲内、ねじれ角が５〜６０度の範囲内である場合に、前記長さが３．２〜１０．８ｍｍの範囲内である
請求項４に記載の切削エンドミル。
【請求項７】
切削径が１０〜１６ｍｍの範囲内、刃長が０〜６４ｍｍの範囲内、ねじれ角が５〜６０度の範囲内である場合に、前記長さが４〜１０．８ｍｍの範囲内である
請求項４に記載の切削エンドミル。
【請求項８】
切削径が１６〜１８ｍｍの範囲内、刃長が０〜７２ｍｍの範囲内、ねじれ角が５〜６０度の範囲内である場合に、前記長さが４．８〜１０．８ｍｍの範囲内である
請求項４に記載の切削エンドミル。
【請求項９】
切削径が１８〜２２ｍｍの範囲内、刃長が０〜８８ｍｍの範囲内、ねじれ角が５〜６０度の範囲内である場合に、前記長さが６．４〜１２ｍｍの範囲内である
請求項４に記載の切削エンドミル。
【請求項１０】
切削径が２２〜２５ｍｍの範囲内、刃長が０〜１００ｍｍの範囲内、ねじれ角が５〜６０度の範囲内である場合に、前記長さが６．４〜１４．４ｍｍの範囲内である
請求項４に記載の切削エンドミル。
【請求項１１】
切削径が２５〜３２ｍｍの範囲内、刃長が０〜１２８ｍｍの範囲内、ねじれ角が５〜６０度の範囲内である場合に、前記長さが７．２〜１８ｍｍの範囲内である
請求項４に記載の切削エンドミル。
【請求項１２】
１２度以下のすくい角を有し、好ましくは５〜７度の範囲内のすくい角を有する
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の切削エンドミル。 
【請求項１３】
フルートの最大数が１２である
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の切削エンドミル。
【請求項１４】
前記多結晶材料が、前記溝にろう付け又ははんだ付けされたＰＣＤ又はＰＣＢＮである
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の切削エンドミル。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、回転切削工具に関し、より具体的には切削エンドミルに関する。
【背景技術】
【０００２】
溝付きエンドミルは、一般的に用いられているフライス加工用の工具であり、基本的に非常に過酷な条件下で激しい機械加工作業を行えることが要求される。先行技術では、ボデー及びシャフトに、１つの材料から構成される切削面が形成されている。炭素鋼又はカーバイドのシャフトにダイヤモンドのインサート又はチップを設けたもの等、多くの組み合わせが可能である。このような組み合わせにおいては、まず、ダイヤモンドのチップ又はインサートをカーバイドの基材に接着する必要があり、その後、これをシャフトにはんだ付け又はろう付けする。一般的には、多結晶の超砥粒材料であるダイヤモンド粒子を、成形体（ｃｏｍｐａｃｔ）又はＰＣＤ（多結晶ダイヤモンド）ディスクに形成する。ＰＣＤやＰＣＢＮは、耐摩耗性、靱性、及び硬度が高いことから、金属加工及び木材加工の両方の産業分野において利用されている。しかし、これらの超砥粒材料は、主に入手し難さやコストが要因となって、他の切削工具の産業分野の特にフライス加工やきりもみ加工の用途において実用されていない。
【０００３】
その主要な難点は、工具製品の特殊な設計や形状に関するものであり、ＰＣＤやＰＣＢＮの切削面が効果的な切削性能を実現するために溝状又は螺旋状になっていることである。一般的に、高温高圧（Ｈｉｇｈ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（ＨＰＨＴ））焼成処理で、ＰＣＤやＰＣＢＮを螺旋形状に加工することは容易ではない。これは、ＰＣＤやＰＣＢＮの超硬質な物性に加えて、設計が複雑であるからである。更に、研削等の仕上げ作業によって、超砥粒材料を溝状や螺旋形状にすることを目的とした従来の成形処理は、困難且つ高コストの処理である。これは、超砥粒部品が所望の最終製品設計の最終形状に近い形状を有する場合も同様である。
【０００４】
このため、ここ数年で一定の進歩はあるものの、切削工具の産業分野における市場では、既存の超砥粒工具よりも低コスト且つ工具性能の信頼性が高い、螺旋状又は溝付きＰＣＤドリルチップや信頼性の高い溝付きＰＣＤエンドミルのニーズがある。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案は、ダイヤモンド切削面を有する螺旋溝付きエンドミルを提供することを目的とする。より具体的には、本考案は、フルートにおいて多結晶ダイヤモンドの成形体を詰めた螺旋状の溝を有し、直径と、フルートの数と、角度と、フルート毎の多結晶ダイヤモンドのセグメントの数との適切な関係に基づいた有効刃長を提供可能な螺旋溝付きエンドミルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示の切削エンドミルは、切削端、基端、これらの間に円筒状の側壁を有し、長手方向に中心軸線を有するボデーと、切削端に設けられた溝と、ボデーに凹設され、切削端から基端に向かって延在するように側壁に設けられた少なくとも１つのフルートと、各フルートの端縁に隣接し、側壁に沿って螺旋状に延在する溝と、該溝に接合された多結晶材料と、を備える切削エンドミルであって、多結晶材料が、異なる角度及び長さを有する複数のセグメントとしてフルート毎に２〜３０個形成され、ねじれ角が５〜６０度の範囲内であり、これにより最大刃長が１２８ｍｍであることを特徴とする。
【０００７】
１つの態様において、複数の多結晶ダイヤモンドのセグメントが、各フルートに取り付け可能であり、また、セグメントのそれぞれが１つのフルートに沿って連なるように配置されて横方向の列を形成し、各フルート上の各セグメントが、隣接するフルート上の対応する他のセグメントと、実質的に一列に並んで縦方向の列を形成する、二次元配列構成で配設可能である。この実施例では、フルートのねじれた螺旋形状により、１つの平坦な（二次元形状の）ＰＣＤのセグメントをカーバイドのシャンクにろう付けできないという、先行技術で生じる制限を回避することができる。この実施例によれば、複数のセグメントが、１つのフルートに沿って設けられる。しかし、実験の結果によると、切り刃を形成するために他のセグメントに隣接して配置されるセグメントの端縁は、各フルートのセグメントの端縁が、隣接する他のフルートの縦方向の列におけるセグメントの端縁と正確に一列に並ばないように配設される必要がある。むしろ、各フルート上の各セグメントは、隣接するフルートの他の対応するセグメントと、０．３〜１．０ｍｍの範囲内で配列のずれを有するように実質的に一列に並ぶように配置されるべきである。このような実施例において、配列のずれは、０．５〜１．０ｍｍの範囲内とすることが好ましい。
【０００８】
また、上述した可能な実施例において、各セグメントの幅は、１．５〜５ｍｍの範囲内とし、長さは、３．２〜１８ｍｍの範囲内とすべきである。しかし、各セグメントの幅は、２〜３ｍｍの範囲内とすることが好ましい。
【０００９】
他の態様において、本考案に係る切削エンドミルは、径方向に対して１２度以下の正のすくい角を有し、好ましい又は最適な範囲は、５〜７度である。
【考案の効果】
【００１０】
本考案の製品は、現在市場に出回る数が少ない市販されている既存のＰＣＤを用いた工具と比較しても、コスト的及び技術的に実現可能な製品である。実験から得られた、刃長と、直径と、フルートの数と、角度と、フルート毎の多結晶ダイヤモンドのセグメントの数との関係により、本考案に係る製品をコストを抑えて製造する能力を実現することができる。
【００１１】
本考案の目的、固有の特徴、及び他の態様を、例及び添付図面を用いてより詳細に説明する。また、最良の形態も更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、好適な実施例の側面図を示す。
【図２】図２は、好適な実施例の正面図を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、可能な長さとそれに対応するパラメータを示した表を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、可能な長さとそれに対応するパラメータを示した表を示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、可能な長さとそれに対応するパラメータを示した表を示す。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
以下、好適な実施例のより良い理解を可能にし、且つその実施方法を示すために、好適な実施例を、添付の図面を参照して、一例としてより詳細に説明する。図面に図示された部分は、参照符号によって示される。但し、本説明は、いかなる限定も意図するものではなく、考案の範囲は、本願に添付の請求項により定められる。
【００１４】
開示の切削エンドミルは、切削端、基端、これらの間に円筒状の側壁を有し、長手方向に中心軸線を有するボデーと、切削端に設けられた溝と、ボデーに凹設され、切削端から基端に向かって延在するように側壁に設けられた少なくとも１つのフルートと、各フルートの端縁に隣接し、側壁に沿って螺旋状に延在する溝と、該溝に接合された多結晶材料と、を備える切削エンドミルであって、多結晶材料が、異なる角度及び長さを有する複数のセグメントとしてフルート毎に２〜３０個形成され、ねじれ角が５〜６０度の範囲内であり、これにより最大刃長が１２８ｍｍであることを特徴とする。 
【００１５】
１つの態様において、複数の多結晶ダイヤモンドのセグメントが、各フルートに取り付け可能であり、また、セグメントのそれぞれが１つのフルートに沿って連なるように配置されて横方向の列を形成し、各フルート上の各セグメントが、隣接するフルート上の対応する他のセグメントと、実質的に一列に並んで縦方向の列を形成する、二次元配列構成で配設可能である。この実施例では、フルートのねじれた螺旋形状により、１つの平坦な（二次元形状の）ＰＣＤのセグメントをカーバイドのシャンクにろう付けできないという、先行技術で生じる制限を回避することができる。本実施例によれば、複数のセグメントが、１つのフルートに沿って設けられる。しかし、実験の結果によると、切り刃を形成するために他のセグメントに隣接して配置されるセグメントの端縁は、各フルートのセグメントの端縁が、隣接する他のフルートの縦方向の列におけるセグメントの端縁と正確に一列に並ばないように配設される必要がある。むしろ、各フルート上の各セグメントは、隣接するフルートの他の対応するセグメントと、０．３〜１．０ｍｍの範囲内で配列のずれを有するように実質的に一列に並ぶように配置されるべきである。このような実施例において、配列のずれは、０．５〜１．０ｍｍの範囲内とすることが好ましい。
【００１６】
また、上述した可能な実施例において、各セグメントの幅は、１．５〜５ｍｍの範囲内とし、長さは、３．２〜１８ｍｍの範囲内とすべきである。しかし、各セグメントの幅は、２〜３ｍｍの範囲内とすることが好ましい。セグメントの長さに関しては、主に切削径、刃長、及びねじれ角に応じて、好ましい異なる長さを用いることができる。ある実施例では、長さは、切削径が８〜１０ｍｍの範囲内、刃長が０〜４０ｍｍの範囲内、ねじれ角が５〜６０度の範囲内である場合に、３．２〜１０．８ｍｍの範囲内とすることができる。長さは、切削径が１０〜１６ｍｍの範囲内、刃長が０〜６４ｍｍの範囲内、ねじれ角が５〜６０度の範囲内である場合に、４〜１０．８ｍｍの範囲内とすることもできる。長さは、切削径が１６〜１８ｍｍの範囲内、刃長が０〜７２ｍｍの範囲内、ねじれ角が５〜６０度の範囲内である場合に、４．８〜１０．８ｍｍの範囲内とすることもできる。長さは、切削径が１８〜２２ｍｍの範囲内、刃長が０〜８８ｍｍの範囲内、ねじれ角が５〜６０度の範囲内である場合に、６．４〜１２ｍｍの範囲内とすることもできる。長さは、切削径が２２〜２５ｍｍの範囲内、刃長が０〜１００ｍｍの範囲内、ねじれ角が５〜６０度の範囲内である場合に、６．４〜１４．４ｍｍの範囲内とすることもできる。長さは、切削径が２５〜３２ｍｍの範囲内、刃長が０〜１２８ｍｍの範囲内、ねじれ角が５〜６０度の範囲内である場合に、７．２〜１８ｍｍの範囲内とすることもできる。実験の結果は、図３に示す表の通りである。
【００１７】
また、好適な実施例に関しては、本願の各請求項における切削エンドミルは、フルートの最大数が１２である。これらの実施例に係る多結晶材料は、溝にろう付け又ははんだ付けされたＰＣＤ又はＰＣＢＮとすることができる。
【００１８】
図１に、上記実施例の１つに係る完成品を示す。この好適な実施例では、丸軸状のボデーが設けられる。しかし、長方形や他の多角形を含むがこれらに限定されない他の形状を用いて工具のボデーを形成することもできる。工具のボデーは、対象工具ホルダの大きさや使用者の好みに応じて、様々な幅を有することができる。更に、工具の端部を、使用者の好みに応じて、いくつかの工具ホルダに嵌合するように成形又は形成することができる。図１では、端部として、丸形の平坦な端部が示されている。他の端部形状として、正方形や長円形、紡錘形、他の多角形も含まれるが、これらに限定されない。一実施例において、ボデーは、タングステンカーバイドで構成される。別の実施例において、ボデーは、金属で構成される。
【００１９】
本考案に係るエンドミルと、現在市販されているものとを異ならせる１つの特徴が、外周すくい角である。通常のＰＣＤエンドミル用のＰＣＤ片は、機械加工されていないため、平坦（二次元形状）である。本考案用のＰＣＤ片は、機械加工されて三次元形状になっているため、所望の外周すくい角及びねじれ角が得られる。図２は、可能な実施例の１つに係る、４つのフルートから構成される工具の先端を示す。本実施例では、径方向に対して１２度以下の正のすくい角が用いられ、好ましい又は最適な範囲は、５〜７度である。このような範囲は、用途、切削対象の材料、表面仕上げの条件、直径及び刃長、並びにその他の関連する機械加工パラメータに応じて変更してもよい。これにより、本実施例に係る製品は、より小さいせん断作用の力で材料を切削できるため、発生する熱が低減される。
【００２０】
このため、本開示のように、考案により、いくつかの利点を享受できる。これらには、カーバイドのエンドミルと比較して、セグメント間の隙間が小さくなること、及び工具の寿命が延びることが含まれる。本考案では、すくい面に屈曲部や凹部を設けることもでき、これにより、表面仕上げに関してより良い結果が得られる。従って、より小さい切削力で済む。実験より得られた関連パラメータの特徴を用いることで、有効切削範囲を維持又は向上させることができ、部品コストを抑えつつ、製造プロセスにおける柔軟性及び有用性を明確に向上させることができる。
【００２１】
当業者であれば、本考案が上記で具体的に図示及び説明したことに限定されないことを理解するであろう。むしろ、本考案の範囲は、上記で説明した特徴の組み合わせ及び部分的な組み合わせの両方を含み、且つ当業者であれば上記の説明を読むことで想到するであろう改良及び変更、並びに先行技術にはない改良及び変更を含む。
（最良の形態）
【００２２】
開示した上記の好適な実施例の詳細の通りである。
【図１】
0003226162.tif 000003
【図２】
0003226162.tif 000004
【図３Ａ】
0003226162.tif 000005
【図３Ｂ】
0003226162.tif 000006
【図３Ｃ】
0003226162.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和2年2月25日(2020.2.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
切削端、基端、及びこれらの間に円筒状の側壁を有し、長手方向に中心軸線を有するボデーと、
前記切削端に設けられた溝と、
前記ボデーに凹設され、前記切削端から前記基端に向かって延在するように前記側壁に設けられた少なくとも１つのフルートと、 
各フルートの端縁に隣接し、前記側壁に沿って螺旋状に延在する溝と、
該溝に接合された多結晶材料と、
を備える切削エンドミルにおいて、
多結晶材料が、異なる角度及び長さを有する複数のセグメントとしてフルート毎に２〜３０個形成され、ねじれ角が５〜６０度の範囲内であり、これにより最大刃長が１２８ｍｍである
ことを特徴とする切削エンドミル。 
【請求項２】
各フルートに取り付けられた複数の多結晶ダイヤモンドのセグメントが、二次元配列構成で配設されて、前記セグメントのそれぞれが１つのフルートに沿って連なるように配置されて横方向の列を形成し、各フルート上の各セグメントが、隣接するフルート上の対応する他のセグメントと、０．３〜１．０ｍｍの範囲内の配列のずれを有するように実質的に一列に並んで縦方向の列を形成する
請求項１に記載の切削エンドミル。
【請求項３】
前記配列のずれが、０．５〜１．０ｍｍの範囲内である
請求項２に記載の切削エンドミル。 
【請求項４】
各セグメントの幅が１．５〜５ｍｍの範囲内であり、長さが３．２〜１８ｍｍの範囲内である
請求項１〜３のいずれか一項に記載の切削エンドミル。
【請求項５】
各セグメントの幅が２〜３ｍｍの範囲内である
請求項４に記載の切削エンドミル。
【請求項６】
切削径が８〜１０ｍｍの範囲内、刃長が０〜４０ｍｍの範囲内、ねじれ角が５〜６０度の範囲内である場合に、前記長さが３．２〜１０．８ｍｍの範囲内である
請求項４に記載の切削エンドミル。
【請求項７】
切削径が１０〜１６ｍｍの範囲内、刃長が０〜６４ｍｍの範囲内、ねじれ角が５〜６０度の範囲内である場合に、前記長さが４〜１０．８ｍｍの範囲内である
請求項４に記載の切削エンドミル。
【請求項８】
切削径が１６〜１８ｍｍの範囲内、刃長が０〜７２ｍｍの範囲内、ねじれ角が５〜６０度の範囲内である場合に、前記長さが４．８〜１０．８ｍｍの範囲内である
請求項４に記載の切削エンドミル。
【請求項９】
切削径が１８〜２２ｍｍの範囲内、刃長が０〜８８ｍｍの範囲内、ねじれ角が５〜６０度の範囲内である場合に、前記長さが６．４〜１２ｍｍの範囲内である
請求項４に記載の切削エンドミル。
【請求項１０】
切削径が２２〜２５ｍｍの範囲内、刃長が０〜１００ｍｍの範囲内、ねじれ角が５〜６０度の範囲内である場合に、前記長さが６．４〜１４．４ｍｍの範囲内である
請求項４に記載の切削エンドミル。
【請求項１１】
切削径が２５〜３２ｍｍの範囲内、刃長が０〜１２８ｍｍの範囲内、ねじれ角が５〜６０度の範囲内である場合に、前記長さが７．２〜１８ｍｍの範囲内である
請求項４に記載の切削エンドミル。
【請求項１２】
１２度以下のすくい角を有する
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の切削エンドミル。 
【請求項１３】
フルートの最大数が１２である
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の切削エンドミル。
【請求項１４】
前記多結晶材料が、前記溝にろう付け又ははんだ付けされたＰＣＤ又はＰＣＢＮである
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の切削エンドミル。
【請求項１５】
５〜７度の範囲内のすくい角を有する
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の切削エンドミル。